Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật môi trường: Nghiên cứu chế tạo và sử dụng vật liệu nano bạc, đồng, sắt để xử lý vi khuẩn lam độc trong thủy vực nước ngọt

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
---------------------------

TRẦN THỊ THU HƢƠNG

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ SỬ DỤNG VẬT LIỆU
NANO BẠC, ĐỒNG, SẮT ĐỂ XỬ LÝ VI KHUẨN LAM
ĐỘC TRONG THỦY VỰC NƢỚC NGỌT
Chuyên ngành : Kỹ thuật môi trƣờng
Mã số

: 9 52 03 20

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG

Hà Nội - 2018


Công trình được hoàn thành tại Học viện Khoa học và Công nghệ,
Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

Người hướng dẫn khoa học:
1. PGS. TS. Dương Thị Thủy - Viện Công nghệ môi trường
2. TS. Hà Phương Thư - Viện Khoa học Vật liệu

Phản biện 1:

Phản biện 2:
Phản biện 3:

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp
Học viện, họp tại Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn
lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam vào hồi … giờ …’,
ngày … tháng … năm 201….

Có thể tìm hiểu luận án tại:
- Thư viện Học viện Khoa học và Công nghệ
- Thư viện Quốc gia Việt Nam


1
GIỚI THIỆU LUẬN ÁN
1. Tính cấp thiết của luận án
Trong những gần đây, ô nhiễm môi trường đất, nước và
không khí đã trở thành vấn đề hết sức nan giải không chỉ ở Việt
Nam mà còn diễn ra ở nhiều nơi trên thế giới, trong đó ô nhiễm
môi trường nước là trầm trọng hơn cả. “Nở hoa nước” là hiện
tượng phát triển bùng phát của vi tảo, đặc biệt là vi khuẩn lam
(VKL) tại các thủy vực nước ngọt và thường gây ra những tác
động xấu lên môi trường như làm đục nước, tăng pH, giảm hàm
lượng oxy hòa tan do quá trình hô hấp hoặc phân hủy sinh khối
tảo và đặc biệt là việc phần lớn VKL sản sinh ra độc tố VKL có
độc tính cao. Ngăn ngừa và giảm thiểu phát triển mạnh mẽ của
VKL là vấn đề môi trường quan trọng cần được quan tâm.
Nhiều phương pháp đã được sử dụng như hóa học, cơ học, sinh
học… song hiệu quả không triệt để và khá tốn kém, gây ảnh
hưởng tới hệ sinh thái và khó tiến hành, đặc biệt là trong những

thủy vực lớn. Chính vì vậy việc tìm kiếm, phát triển những giải
pháp mới có hiệu quả, không gây ô nhiễm thứ cấp và thân thiện
với môi trường ngày càng được chú trọng nghiên cứu. Công
nghệ nano là công nghệ liên quan đến việc chế tạo và ứng dụng
các vật liệu có kích thước nano mét (nm). Ở kích thước nano,
vật liệu có nhiều đặc tính nổi trội như có kích thước nhỏ hơn
100 nm, có diện tích tiếp xúc bề mặt lớn so với khối lượng, tạo
ra ảnh hưởng của bề mặt Plasmon cộng hưởng, khả năng bám
dính tốt và được ứng dụng trong nhiều ngành nghề khác nhau
như y tế, mỹ phẩm, điện tử, xúc tác hoá học, môi trường... Vì
vậy luận án được thực hiện với đề tài: “Nghiên cứu chế tạo và
sử dụng vật liệu nano bạc, đồng, sắt để xử lý vi khuẩn lam
độc trong thủy vực nước ngọt” đã được lựa chọn thực hiện.
2. Mục tiêu nghiên cứu của luận án
Nghiên cứu, chế tạo và xác định tính chất, đặc trưng của 03
vật liệu nano (bạc, đồng và sắt) và đánh giá khả năng diệt VKL
của vật liệu nano trong thủy vực nước ngọt.
3. Các nội dung nghiên cứu chính của luận án


2
- Chế tạo và xác định đặc trưng, tính chất của ba loại vật liệu
nano bạc, đồng và sắt.
- Đánh giá khả năng diệt và ức chế VKL của ba loại vật liệu.
- Đánh giá tính an toàn của vật liệu và các chế phẩm ứng
dụng.
- Thực nghiệm ứng dụng của vật liệu ở quy mô phòng thí
nghiệm với mẫu nước hồ Tiền.
Chƣơng 1. Tổng quan nghiên cứu
1.1. Tổng quan về vật liệu nano

1.2. Tổng quan về vi khuẩn lam và hiện tƣợng phú dƣỡng
1.3. Tổng quan về các biện pháp xử lý ô nhiễm tảo độc
Chƣơng 2. Các phƣơng pháp nghiên cứu và thực nghiệm
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu
2.2. Hóa chất, thiết bị sử dụng trong nghiên cứu
2.3. Các phƣơng pháp tổng hợp vật liệu
2.3.1. Tổng hợp vật liệu nano bạc bằng phương pháp khử hóa
học
Vật liệu nano bạc được tổng hợp bằng phương pháp khử hóa
học, ion Ag+ trong dung dịch muối bạc được khử thành Ag0 nhờ
tác nhân khử NaBH4.
2.3.2. Tổng hợp vật liệu nano đồng bằng phương pháp khử hóa
học
Vật liệu nano đồng được tổng hợp bằng phương pháp khử
hóa học, khử ion Cu2+ từ muối đồng thành Cu0 nhờ tác nhân
khử NaBH4.
2.3.3. Tổng hợp vật liệu nano sắt từ bằng phương pháp đồng kết
tủa
Vật liệu nano sắt từ Fe3O4 được tổng hợp bằng phương pháp
đồng kết tủa của muối Fe2+ và Fe3+ bởi NH4OH.
2.4. Các phƣơng pháp xác định đặc trƣng cấu trúc vật liệu
Hình thái học của ba loại vật liệu nano được xác định bằng
một số phương pháp như kính hiển vi truyền qua (TEM), kính
hiển vi điện tử quét (SEM), phổ hồng ngoại (IR), phổ nhiễu xạ tia


3
X (XRD), phổ tử ngoại khả kiến (UV-VIS) và phổ tán sắc năng
lượng (EDX).
2.5. Các phƣơng pháp bố trí thí nghiệm

Các phương pháp thí nghiệm như nuôi cấy tảo, lựa chọn vật
liệu nano, đánh giá độc tính của vật liệu, đánh giá sự ảnh hưởng
của các loại kích thước vật liệu, đánh giá tính an toàn của vật liệu
nano lên vi tảo và thí nghiệm với nước hồ Tiền đã được bố trí.
2.6. Các phƣơng pháp đánh giá ảnh hƣởng của vật liệu nano
đến sinh trƣởng của vi tảo
Để đánh giá ảnh hưởng của vật liệu nano đến sinh trưởng
của vi tảo, các phương pháp sau đã được sử dụng: OD, chla,
mật độ tế bào, các phương pháp phân tích một số chỉ tiêu chất
lượng môi trường (NH4+, PO43-) và phương pháp quan sát bề
mặt tế bào và cắt lát mỏng tế bào.
2.7. Phƣơng pháp thống kê, xử lý số liệu
Chƣơng 3. Kết quả và thảo luận
3.1. Tổng hợp vật liệu nano
3.3.1. Tổng hợp vật liệu nano bạc bằng phương pháp khử hóa học
3.1.1.1. Ảnh hưởng của tỷ lệ nồng độ NaBH4/Ag+
Phổ đo UV-VIS (Hình 3.1) cho thấy dung dịch nano bạc hấp
thụ ở bước sóng trong khoảng 400 nm và hiệu suất hình thành
các hạt nano bạc đạt cực đại ở tỷ lệ 1:2. Kết quả chụp TEM
(hình 3.2), cho thấy hạt nano bạc thu được có kích thước nhỏ
hơn 20 nm.
M1

M3

Hình 3.1. Phổ UV-VIS các
mẫu nano Ag phụ thuộc tỷ lệ
nồng độ NaBH4/Ag+

M2

M4

M5

Hình 3.2. Ảnh TEM của nano
Ag phụ thuộc vào tỷ lệ nồng
độ BH4-/Ag+


4
3.1.1.2. Ảnh hưởng của nồng độ chất ổn định chitosan
Kết quả đo UV-VIS trên hình 3.4 cho thấy dung dịch nano
Ag điều chế được hấp thụ ở bước sóng 402-411 nm. Ảnh TEM
của các mẫu nano bạc phụ thuộc vào nồng độ chitosan được thể
hiện trên hình 3.5. Nồng độ chitosan tối ưu cho quá trình điều chế
dung dịch keo nano bạc được chọn là 300 mg/L.
M6

M8

M7

M9

M1
0

Hình 3.4. Phổ UV-VIS của
Hình 3.5. Ảnh TEM của nano

nano bạc phụ thuộc vào nồng
bạc phụ thuộc vào nồng độ
độ chitosan
chitosan
3.1.1.3. Ảnh hưởng của nồng độ axit citric
Kết quả đo UV-VIS (Hình 3.7) cho thấy dung dịch nano bạc
được điều chế hấp thụ bước sóng trong khoảng 400-412 nm.
Với tỷ lệ [Citric]/[Ag+] = 3,0 các hạt nano bạc thu được có kích
thước nhỏ, đồng đều nhất và đều nhỏ hơn 20 nm, kết quả đo
TEM được thể hiện trên hình 3.8.
M1
1

M12

M1
3

M14

M15

M1
6

Hình 3.7. Phổ UV-VIS của
nano bạc phụ thuộc vào nồng
độ axit citric

Hình 3.8. Ảnh TEM của nano

Ag phụ thuộc nồng độ
[Citric]/[Ag+]


5

Hình 3.9. Ảnh HR-TEM của vật liệu nano Ag khảo sát ở tỷ lệ
tối ưu
Cấu trúc hạt nano bạc ở tỷ lệ lựa chọn có cấu trúc tinh thể
lục giác điển hình của hạt nano kim loại. Ảnh HR-TEM ở hình
3.9 cho thấy các tinh thể có cấu trúc mạng lập phương tâm mặt
Fcc. Vật liệu nano bạc ở điều kiện tỷ lệ nồng độ chất khử
NaBH4/Ag+ là 1/4, tỷ lệ [Citric]/[Ag+] = 3,0 và nồng độ
chitosan là 300 mg/L được tổng hợp để thử nghiệm ảnh hưởng
của vật liệu đến sinh trưởng của các đối tượng nghiên cứu trong
luận án.
3.1.2. Chế tạo vật liệu nano đồng bằng phương pháp khử hóa học
3.1.2.1. Ảnh hưởng của tỉ lệ nồng độ NaBH4/Cu2+
Giản đồ XRD treen hinhf 3.19 xuất hiện cả ba đỉnh có cường
độ hoàn toàn trùng khớp với phổ chuẩn của kim loại đồng với
các mặt (111), (200), (220) tương ứng với góc 2θ = 43,3; 50,4
và 74,00 thuộc mạng Bravais trong cấu trúc lập phương tâm mặt
M2
Fcc của kim loại đồng.
M1

M3

M4

M5

Hình 3.10. Phổ XRD của vật
Hình 3.11. Ảnh SEM của các
liệu nano Cu khảo sát theo tỉ
mẫu nano đồng theo tỷ lệ
2+
lệ NaBH4/Cu
NaBH4/Cu2+
Kết quả đo SEM (Hình 3.11) của vật liệu được thực hiện để
xác định mức độ phân bố của hạt Cu và đo TEM để xác định
kích thước hạt nano Cu (Hình 3.12).


6
M1

M2

M
3

M4

M5

Hình 3.12. Ảnh TEM của các
Hình 3.13. Phổ XRD của vật
mẫu nano đồng theo tỷ lệ
liệu nano Cu khảo sát theo

NaBH4/Cu2+
nồng độ Cu0
Kết quả đo TEM cho thấy, khi tỉ lệ nồng độ NaBH4/Cu2+ = 1
: 1 và 1,5: 1 thì các hạt nano Cu tạo ra có kích thước > 50 nm.
Các hạt phân bố khá đồng đều với kích thước khoảng 20- 50 nm
khi tỉ lệ NaBH4/Cu2+ = 2 : 1. Các hạt nano có hiện tượng co
cụm lại thành từng đám, phân bố không đồng đều, kích thước >
50 nm khi tỉ lệ NaBH4/Cu2+ = 3:1 và 4:1, phù hợp với kết quả
đo SEM. Để đáp ứng mục tiêu của luận án mẫu M3 (tỉ lệ
NaBH4/Cu2+ = 2:1) đã được chọn làm mẫu đại diện.
3.1.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ Cu0
Giản đồ XRD ở hình 3.1.3 của các mẫu nano Cu đều xuất
hiện các pic đặc trưng của vật liệu Cu. Các pic đặc trưng trên
giản đồ có cường độ rõ nét và độ bán rộng của đỉnh hẹp. Ngoài
ra, trên giản đồ XRD của vật liệu còn thấy xuất hiện các pic đặc
trưng của tinh thể CuO, Cu2O.
N1

N3

N2

N4

N2

N1

N5

Hình 3.14. Ảnh SEM của vật
liệu nano Cu khảo sát theo
nồng độ Cu0

N3

N4

N5

Hình 3.15. Ảnh TEM của vật
liệu nano Cu khảo sát theo
nồng độ Cu0


7
Kết quả đo SEM (Hình 3.14) vật liệu cho thấy, các hạt nano
Cu tạo thành phân bố với kích thước không đồng đều khi nồng
độ của Cu0 tăng. Khi nồng độ Cu0 = 2g/L, các hạt nano đồng
phân bố khá đồng đều với kích thước trong khoảng 20-40 nm.
Khi tăng nồng độ Cu0 = 3; 4g/L thì các hạt đồng tạo ra bắt đầu
có hiện tượng co cụm lại và tạo ra các hạt có kích thước > 50
nm, phân bố không đồng đều khi nồng độ Cu0 = 6; 7g/L, phù
hợp với kết quả đo TEM (Hình 3.15).
Cấu trúc vật liệu nano đồng ở tỷ lệ được lựa chọn cho thấy
các hạt nano Cu hình thành có bề mặt khá đồng nhất (ảnh SEM,
hình 3.16a), kích thước đồng đều trong khoảng 30 - 40 nm (ảnh
TEM, hình 3.16b) và có cấu trúc lập phương tâm mặt Fcc với
các đỉnh nhiễu xạ của các mặt phẳng mạng (111), (200) và
(220) tương ứng với góc 2θ = 43,3; 50,4 và 74,00 với cường độ

lớn (phổ XRD, hình 3.16c). Mẫu vật liệu này phù hợp với mục
tiêu của luận án và được lựa chọn cho các thử nghiệm tiếp theo.

b)

a)

Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - Cu-51

3000
2900
2800
2700
2600
2500
2400
2300

d=2.089

2200
2100
2000
1900

Lin (Cps)

1800
1700
1600

1500
1400
1300
1200
d=1.808

1100
1000
900
800
d=1.278

700
600
500
400
300
200
100
0

c)
Hình 3.16. Đặc trưng chi tiết mẫu vật liệu nano đồng N1 (a)
Ảnh SEM, (b) Ảnh TEM, (c) Giản đồ XRD
3.1.3. Chế tạo vật liệu nano sắt từ bằng phương pháp đồng kết tủa
3.1.3.1. Ảnh hưởng của nồng độ chất ổn định CMC
Kết quả khảo sát hình thái, kích thước và sự phân tán vật
liệu ở tỷ lệ giữa chất ổn định (CMC) và tiền chất (Fe3O4) lần
lượt là 1/1; 2/1; 3/1; 4/1 và 1/2 bằng phương pháp SEM và
TEM thể hiện trên hình 3.17 và 3.18. Kết quả chụp SEM cho

1

10

20

30

40

50

60

70

2-Theta - Scale

File: ThuyVCNMT Cu-51.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 1.000 ° - End: 79.990 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 0.3 s - Anode: Cu - WL1: 1.5406 - Generator kV: 40 kV - Generator mA: 40 mA - Creation: 06/10/2016 3:54:39 P
Left Angle: 42.490 ° - Right Angle: 44.350 ° - Obs. Max: 43.281 ° - d (Obs. Max): 2.089 - Max Int.: 1890 Cps - Net Height: 1668 Cps - FWHM: 0.231 ° - Raw Area: 852.6 Cps x deg. - Net Area: 440.4 Cps x deg.
01-085-1326 (C) - Copper - Cu - Y: 16.13 % - d x by: 1. - WL: 1.5406 - Cubic - a 3.61500 - b 3.61500 - c 3.61500 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Face-centered - Fm-3m (225) - 4 - 47.2416 - I/Ic PDF 8.9 - F4
1)

80


8
thấy, khi nồng độ CMC trong dung dịch cao thì các hạt nano sắt
thu được không đồng đều và kích thước hạt lớn, sự tập hợp giữa
các hạt nano dễ dàng xảy ra. Tại nồng độ CMC/Fe3O4 là 2/1 thì

các hạt nano sắt thu được có kích thước đồng đều nhất và đều
nhỏ hơn 20 nm.

Hình 3.17. Ảnh SEM cấu trúc Hình 3.18. Ảnh TEM cấu trúc
vật liệu nano sắt từ khảo sát
vật liệu nano sắt từ khảo sát
theo tỷ lệ CMC/ Fe3O4
theo tỷ lệ CMC/Fe3O4
Kết quả chụp TEM cho thấy kích thước hạt nano thay đổi rất
khác nhau khi thay đổi nồng độ CMC. Khi tỷ lệ Fe3O4/CMC =
2:1 các hạt nano sắt thu được có kích thước nhỏ, đồng đều nhất
và nhỏ hơn 20nm, nằm trong giới hạn kích thước siêu thuận từ.
Vì vậy mẫu vật liệu có tỷ lệ Fe3O4/CMC = 2:1 (ký hiệu mẫu
FC21) được lựa chọn để khảo sát các yếu tố tiếp theo.
3.1.3.2. Kết quả đo hồng ngoại của vật liệu

Hình 3.19. Phổ hồng ngoại
của mẫu vật liệu Fe3O4 (a),
CMC (b), FC21 (c) và tổng
hợp phổ của ba mẫu (d)

Hình 3.20. Kết quả đo từ độ
của vật liệu FC21


9
Quan sát hình 3.19 ta thấy trên phổ IR của nano sắt từ về cơ
bản có các đỉnh giống các đỉnh của CMC và Fe3O4, điều này
chứng tỏ điều kiện tổng hợp vật liệu không phá vỡ trúc của
CMC. Do đó, phương pháp đồng kết tủa để tổng hợp vật liệu

phù hợp về độ tinh sạch cũng như hiệu suất.
3.1.3.3. Kết quả đo từ độ của vật liệu
Kết quả đo từ độ bão hòa thể hiện trên hình 3.20 cho thấy
các hạt nano sắt đều ở dạng siêu thuận từ. Từ độ bão hòa của
Fe3O4 và mẫu FC21 lần lượt là 68 emu/g và 49 emu/g tương
ứng với hàm lượng pha từ trong vật liệu. Kết quả chứng tỏ sự
tương tác bề mặt của pha từ với polyme làm giảm từ độ bão
hòa, phù hợp với kết quả phân tích TEM.
3.2. Đánh giá khả năng ức chế sinh trưởng và diệt vi tảo của
các loại vật liệu nano đã tổng hợp
3.2.1. Nghiên cứu lựa chọn nồng độ của ba loại vật liệu nano
Bảng 3.1. Kết quả sàng lọc tác dụng diệt VKL M. aeruginosa
KG của các loại vật liệu nano chế tạo
Nồng độ thử
Tác dụng
TT
Mẫu
nghiệm (mg/L)
diệt VKL
1
Vật liệu nano Ag
3, 5 và 10
+++
3
Vật liệu nano Cu
3, 5 và 10
+++
Vật liệu nano
5, 10, 100, 150 và
5

Fe3O4
200
6
ĐC
0
Ghi chú: +++: tác dụng ức chế rất mạnh, ++: tác dụng ức chế mạnh, +: tác
dụng ức chế trung bình, -: không có tác dụng.

Hình 3.21. Ảnh hưởng của các vật liệu nano đến sinh trưởng
của chủng VKL M. aeruginosa KG sau 7 ngày.
Các thí nghiệm sàng lọc nồng độ được tiến hành nhằm đánh
giá nhanh tác dụng diệt VKL M. aeruginosa KG sau thời gian 7


10
ngày. Kết quả thu được ở bảng 3.1 và hình 3.21 cho thấy hai vật
liệu nano bạc và đồng ức chế sinh trưởng và phát triển của
chủng VKL M. aeruginosa KG sau 6 ngày thử nghiệm (Bảng
3.1 và hình 3.21a và b), trong khi đó vật liệu nano sắt từ không
có tác dụng diệt M. aeruginosa KG (Bảng 3.1 và hình 3.21c).
3.2.2. Ảnh hưởng của vật liệu nano bạc đến sinh trưởng và
phát triển của VKL M. aeruginosa KG và tảo lục C. vulgaris
3.2.2.1. Ảnh hưởng của vật liệu nano bạc đến sinh trưởng và
phát triển của VKL M. aeruginosa KG
Các thí nghiệm được tiến hành với các nồng độ vật liệu nano
bạc lựa chọn tăng dần từ 0; 0,001; 0,005; 0,01; 0,05; 0,1; 1ppm
trong 10 ngày. Các thông số đánh giá bao gồm: mật độ quang
học (OD), hàm lượng chla và mật độ tế bào vào các ngày 0, 2, 6
và 10 (Hình 3.22a, b). Độc tính của vật liệu nano bạc đến sinh
trưởng của VKL M. aeruginosa KG tính theo nồng độ vật liệu

bổ sung vào môi trường nuôi cấy gây ảnh hưởng đến 50% số
lượng cá thể (EC50) đạt 0,0075mg/L.
Kết quả mật độ tế bào và hàm lượng chla cho thấy, mật độ tế
bào và sinh khối trong mẫu đối chứng tăng tương ứng từ ngày
D0 (110.741 ± 6.317 tế bào/mL và 1,98 ± 0,06 µg/L tương ứng)
đến ngày kết thúc thúc thí nghiệm D10 (5.475.556 ± 541.274 tế
bào/mL và 23,4 ±2,96 µg/L tương ứng) (hình 3.23 a). Cả năm
dải nồng độ thử nghiệm đều gây độc tính cho tế bào tảo VKL M.
aeruginosa KG. Hiệu suất ức chế sinh trưởng (hình 3.23b) > 75%
chỉ xuất hiện ở 4 nồng độ thử nghiệm từ 0,01; 0,05; 0,1 và 1 ppm.

Hình 3.22. Ảnh hưởng của vật
liệu nano bạc đến sinh trưởng
của chủng VKL M.
aeruginosa KG sau 10 ngày

Hình 3.23. Ảnh hưởng của vật
liệu nano bạc tính theo mật độ
tế bào (a) và hiệu suất ức chế
sinh trưởng chủng VKL M.


11
tính theo mật độ quang (a) và
aeruginosa KG (b)
hàm lượng chla (b)
Kết quả chụp SEM cấu trúc bề mặt tế bào sau 48h tiếp xúc
với vật liệu nano bạc ở nồng độ 1 ppm thể hiện trong hình 3.24a
(mẫu đối chứng) và 3.24b (mẫu có bổ sung nano bạc với nồng
độ 1ppm). Ở mẫu đối chứng, tế bào VKL M. aeruginosa KG

hình tròn hoặc cầu với bề mặt ngoài tế bào trơn nhẵn, mịn màng
(hình 3.24a). Tế bào trở lên méo mó, co cụm lại sau khi tiếp xúc
với vật liệu nano bạc (hình 3.24b). Điều này chứng tỏ vật liệu
nano
bào.
a) bạc đã làmb)thay đổi đáng kể hình
a) thái của tế b)

Hình 3.24. Kết quả chụp
Hình 3.26. Ảnh TEM cấu
SEM hình thái tế bào VKL M.
trúc tế bào VKL M.
aeruginosa KG
aeruginosa KG
Phương pháp kính hiển vi điện tử quét kết hợp EDX được
dùng để phân tích thành phần, trọng lượng và vị trí nano bạc
trên tế bào VLK M. aeruginosa KG. Kết quả ở hình 3.25 khẳng
định rằng nano bạc xuất hiện và bám trên bề mặt vi tảo với tỷ lệ
0,37% về trọng lượng.
Kết quả chụp TEM ở mẫu đối chứng (hình 3.26a) cho thấy,
siêu cấu trúc tế bào M. aeruginosa KG có thành tế bào rõ ràng,
các bào quan nằm gọn gàng trong tế bào. Khi tiếp xúc với vật
liệu nano bạc với nồng độ 1ppm sau thời gian 48h, tế bào VKL
đã bị phá huỷ (hình 3.26b). Điều này chứng tỏ vật liệu nano bạc
đã gây ảnh hưởng đến cấu trúc tế bào VKL M. aeruginosa KG.
Nguyên tố
CK
OK
Na K
Al K

Cu L
Ag L

% trọng lượng
38,69
30,59
1,95
6,02
11,82
0,37

% nguyên tử
55,90
33,18
1,47
3,87
3,23
0,06


12
Totals

100,00

Hình 3.25. Phổ EDX và thành phần các nguyên tố xuất hiện
trên bề mặt tế bào VKL M. aeruginosa KG sau 48h tiếp xúc với
vật liệu nano bạc ở nồng độ 1ppm
3.2.2.2. Ảnh hưởng của vật liệu nano bạc đến sinh trưởng và
phát triển của tảo lục Chlorella vulgaris

Các thí nghiệm được tiến hành các nồng độ vật liệu nano bạc
lựa chọn tăng dần từ 0,005; 0,01; 0,05; 0,1; 1 và 5 ppm trong 10
ngày. Các thông số đánh giá bao gồm: mật độ quang học (OD),
hàm lượng chla và mật độ tế bào vào các ngày 0, 2, 6 và 10
(Hình 3.27b). Độc tính của vật liệu nano bạc đến sinh trưởng
của tảo lục C. vulgaris tính theo nồng độ vật liệu bổ sung vào
môi trường nuôi cấy gây ảnh hưởng đến 50% số lượng cá thể
(EC50) đạt 0,017mg/L.

Hình 3.28. Ảnh hưởng của vật
liệu nano bạc đến sinh trưởng
của tảo lục C. vulgaris theo
hiệu suất ức chế sinh trưởng
(a) và chla (b)
Sau 48h tiếp xúc với vật liệu nano bạc, mật độ tế bào giảm từ
195.925 ± 18.770 (D0) xuống còn 82.778 ± 41.384 (D10) tế
bào/mL. Ở nồng độ 0,005 và 0,01 ppm, AgNPs không ảnh hưởng
đến sự phát triển của C. vulgaris, mật độ tế bào sau 2, 6 và 10
ngày tăng tuyến tính với mẫu đối chứng. Kết quả phân tích hàm
lượng chla (Hình 3.28b) cho thấy, ở các mẫu đối chứng và mẫu
có bổ sung 0,005 và 0,01 ppm vật liệu nano bạc, hàm lượng chla
tăng dần từ 2,0604 ± 0,3505 µg/L (D0) và đạt giá trị cao nhất ở
ngày kết thúc thí nghiệm 27,285 ± 4,6893 µg/L (D10). Hiệu suất
ức chế sinh trưởng của các nồng độ vật liệu nano bạc sau 10 ngày
Hình 3.27. Ảnh hưởng của vật
liệu nano bạc đến sinh trưởng
của tảo lục C. vulgaris: a) OD
và b) mật độ tế bào.

13
được trình bày ở hình 3.28a. Ở các nồng độ thử nghiệm từ 0,05
đến 1 ppm hiệu suất ức chế đạt > 90%.
Kết quả chụp SEM cấu trúc bề mặt tế bào sau 48h tiếp xúc với
vật liệu nano bạc ở nồng độ 1 ppm thể hiện trong hình 3.29a
(mẫu đối chứng) và 3.29b (mẫu có bổ sung nano bạc với nồng độ
1ppm). Ở mẫu đối chứng, tế bào tảo lục hình cầu hoặc elip, các tế
bào nhẵn và bào quan trong tế bào nhìn rõ (hình 3.29a). Tế bào
trở lên méo mó, bề ngoài tế bào sần sùi và co cụm sau khi tiếp
xúc với vật liệu nano bạc (hình 3.29b). Điều này chứng tỏ vật liệu
nano bạc đã làm thay đổi đáng kể hình thái của tế bào.
a)
b)
a)
b)

Hình 3.31. Ảnh TEM
cấu trúc tế bào tảo lục
C. vulgaris
Kết quả chụp SEM-EDX ở hình 3.30 khẳng định nano bạc
đã xuất hiện và bám trên bề mặt tảo lục với tỷ lệ 5,76% về trọng
lượng. Ảnh TEM siêu cấu trúc tế bào tảo lục C. vulgaris (hình
3.31a) cho thấy, ở mẫu đối chứng tế bào hình cầu hoặc elip, các
tế bào nhẵn và bào quan trong tế bào nhìn rõ. Khi tiếp xúc với
vật liệu nano bạc ở nồng độ 1ppm sau 48h, các tế bào tảo lục C.
vulgaris hơi méo, bề ngoài tế bào sần sùi và co cụm (hình
3.31b). Điều này chứng tỏ vật liệu nano bạc đã gây ảnh hưởng
đến cấu trúc tế bào tảo lục C. vulgaris.
Nguyên
% trọng

% nguyên
tố
lượng
tử
CK
41,56
50,84
OK
52,68
48,38
Ag L
5,76
0,78
Totals
100,00
Hình 3.30. Phổ EDX và thành phần các nguyên tố xuất hiện
trên bề mặt tế bào tảo lục C. vulgaris sau 48h
Hình 3.29. Kết quả chụp SEM
hình thái tế bào tảo lục C. vulgaris


14
3.2.3. Ảnh hưởng của vật liệu nano đồng đến sinh trưởng và
phát triển của VKL M. aeruginosa KG và tảo lục C. Vulgaris
3.2.3.1. Ảnh hưởng của vật liệu nano đồng đến sinh trưởng và
phát triển của VKL M. aeruginosa KG
Các thí nghiệm tương tự được thực hiện với vật liệu nano
đồng để khảo sát ảnh hưởng của vật liệu đến sinh trưởng và
phát triển của VKL M. aeruginosa KG. Kết quả thể hiện trong
hình 3.32.

Hình 3.32. Sinh trưởng của chủng VKL M. aeruginosa KG ở
các nồng độ dung dịch nano đồng khác nhau (0,01; 0,05; 0,1; 1
và 5 ppm): OD (a); chla (b); mật độ tế bào (c)
Trong hai ngày đầu thử nghiệm, kết quả cho thấy không có
sự khác biệt về sinh trưởng giữa mẫu đối chứng và năm mẫu có
bổ sung vật liệu nano đồng. Đến ngày D10 ở các mẫu thực
nghiệm ghi nhận sinh khối của VKL M. aeruginosa KG lớn hơn
so với mẫu đối chứng (hình 3.32a, b).
a)

Hình 3.33. Hiệu suất ức chế
sinh trưởng của VKL M.
aeruginosa KG sau 10 ngày

b)

Hình 3.34. Ảnh SEM VKL M.
aeruginosa KG: a) mẫu đối
chứng và b) mẫu 1ppm vật
liệu nano sau 48h.
Giá trị đo chla (D0) ở mẫu thí nghiệm có bổ sung 1 và 5
ppm vật liệu nano đồng đạt 1,845 ± 0,1569 µg/L và 2,295 ±
0,1155 µg/L. Đến ngày cuối (D10), giá trị này chỉ còn 1,068 ±
1,001 µg/L và 0,1168 ± 0,0501 µg/L tương ứng. Ngược lại, hàm
lượng chla trong mẫu đối chứng tăng từ 2,485 ± 0,135 µg/L
(D0) lên 7,1501 ± 0,9766 µg/L (D10). Kết quả này cho thấy vật


15

liệu nano đồng không gây ảnh hưởng đến sinh trưởng của VKL
M. aeruginosa KG ở nồng độ từ 0,01 đến 0,1 ppm. Hiệu suất ức
chế của vật liệu nano đồng đối với sinh trưởng của VKL M.
aeruginosa KG sau 10 ngày (Hình 3.33) ở nồng độ 1 và 5 ppm là
90,1% và 93,7% tương ứng. Kết quả tính toán nồng độ gây ảnh
hưởng 50% (EC50) theo giá trị đo OD của vật liệu nano đồng tới
sinh trưởng của VKL M. aeruginosa KG là 0,7159 mg/L.
Ảnh SEM ở hình 3.34 cho thấy khi tiếp xúc với dung dịch
nano đồng 1 ppm sau 48 giờ, các tế bào VKL M. aeruginosa KG
hơi bị méo và co cụm. Kết quả đo SEM-EDX xác định các
nguyên tố có trên bề mặt các tế bào VKL M. aeruginosa KG
minh chứng nano đồng đã bám trên bề mặt tế bào tảo với 11,63%
trọng lượng đồng (Hình 3.35).
Nguyên %
trọng % nguyên
tố
lượng
tử
CK
57,97
69,85
OK
30,40
27,50
Cu L
11,63
2,65
Totals
100.00
Hình 3.35. Phổ EDX và thành phần các nguyên tố xuất hiện

trên bề mặt tế bào VKL M. aeruginosa KG sau 48h tiếp xúc với
vật liệu
Kết quả chụp TEM (Hình 3.36) cho thấy thành tế bào M.
aeruginosa KG tiếp xúc với vật liệu nano đồng bị phá vỡ, các
bào quan trong tế bào bị phá huỷ. Màng và thành tế bào không
còn nguyên vẹn so với tế bào ở mẫu đối chứng.
a)
b) Hình 3.36. Ảnh TEM tế bào
VKL M. aeruginosa KG: đối
chứng (a) và mẫu có 1ppm
nano đồng sau 48h (b)
3.2.3.2. Ảnh hưởng của vật liệu nano đồng đến sinh trưởng và
phát triển của tảo lục C. vulgaris
Các thí nghiệm tương tự được thực hiện để khảo sát ảnh
hưởng của vật liệu nano đồng đến sinh trưởng và phát triển của


16
tảo lục C. vulgaris. Ba thông số: mật độ quang học (OD) ở bước
sóng 680 nm, hàm lượng chla và mật độ tế bào đã được phân
tích ở các ngày 0, 2, 6 và 10. Kết quả thể hiện trong hình 3.37.

Hình 3.37. Sinh trưởng của tảo lục C. vulgaris ở các nồng độ
nano đồng khác nhau: OD (a); chla (b); mật độ tế bào (c)
Kết quả của ba thông số khảo sát là tương tự nhau. Ở tất cả
nồng độ thử nghiệm, sinh khối tế bào tăng trưởng tuyến tính
theo thời gian tiếp xúc với dung dịch vật liệu nano đồng và đạt
giá trị lớn nhất tại thời điểm kết thúc thí nghiệm (D10). Giá trị
mật độ quang OD trung bình đạt 0,012 ± 0,002 ở ngày (D0) và
0,514 ± 0,117 ở ngày (D10) (hình 3.37a). Hàm lượng chla tăng

dần ở tất cả các mẫu thử nghiệm, mật độ sinh khối sau 10 ngày
đã tăng từ 0,0121 ± 0,0019 µg/L (D0) lên 0,5137 ± 0,1171 µg/L
(D10) (hình 3.38b). Thông số mật độ tế bào cũng cho kết quả
tương tự (hình 3.37c).
Hình 3.38a cho thấy ở mẫu đối chứng, các tế bào có thành tế
bào rõ ràng, các bào quan nằm gọn gàng trong tế bào. Sau 48h
tiếp xúc với vật liệu nano đồng ở nồng độ 1ppm, thành tế bào
tảo lục C. vulgaris đã bị co lại, tuy nhiên tế bào không bị phá vỡ
(hình 3.38b). Kết quả đo SEM-EDX xác định các nguyên tố có
trên bề mặt các tế bào tảo lục C. vulgaris minh chứng nano
đồng đã không bám trên bề mặt tế bào tảo với 0 % trọng lượng
b
đồng (Hìnha)
3.39).
a)
b)
)

Hình 3.38. Ảnh SEM tảo lục C.
vulgaris: a) đối chứng và b) mẫu
có 1ppm nano đồng sau 48h

Hình 3.40. Ảnh TEM tế
bào tảo lục C. vulgaris: a)
đối chứng và b) mẫu có
1ppm nano đồng sau 48h


17
Kết quả chụp TEM (Hình 3.40) cho thấy, ở mẫu đối chứng tế

bào có dạng hình cầu hoặc elip, các tế bào nhẵn và các bào quan
như lục lạp, thylakoid, các hạt và thành tế bào có thể nhìn thấy
rõ bằng TEM (hình 3.40a) thì sau khi khi tiếp xúc với vật liệu
nano đồng thành tế bào tảo lục C. vulgaris bị méo, bề ngoài tế
bào sần sùi nhưng tế bào vẫn còn nguyên, không bị vỡ (hình
3.40b).
Nguyên
% trọng
% nguyên
tố
lượng
tử
CK
51.48
58.56
OK
48.52
41.44
Cu L
0.00
0.00
Totals
100.00
Hình 3.39. Phổ EDX và thành phần các nguyên tố xuất hiện
trên bề mặt tế bào tảo lục C. vulgaris sau 48h tiếp xúc với vật
liệu nano đồng ở nồng độ 1ppm
Kết quả EC50 của hai loại vật liệu (Bảng 3.2) cho thấy, cả
hai dạng vật liệu nano bạc và nano đồng đều có tác động ức chế
sinh trưởng đối với vi tảo. Tuy nhiên vật liệu nano đồng có khả
năng diệt tảo có chọn lọc hơn so với vật liệu nano bạc. Vật liệu

này có độc tính với VKL M. aeruginosa KG nhưng lại có ảnh
hưởng không đáng kể tới sự phát triển của tảo lục có ích C.
vulgaris (Bảng 3.2). Nên vật liệu nano đồng được lựa chọn cho
các nghiên cứu tiếp theo.
Bảng 3.2. Độc tính của vật liệu nano bạc và đồng đến sinh
trưởng của VKL M.aeruginosa KG và tảo lục C.vulgaris
Vật liệu nano
Vật liệu nano
Ag (mg/L)
Cu (mg/L)
C. vulgaris (EC50)
0,017
M.
aeruginosa
(EC50)
0,0075
0,7159
3.2.3.3. Ảnh hưởng của kích thước nano đồng đến sinh trưởng
của VKL M. aeruginosa KG


18
Kết quả thử nghiệm ảnh hưởng sinh trưởng của chủng VKL
M. aeruginosa KG dưới tác động của các nồng độ dung dịch vật
liệu nano đồng (0; 0,01; 0,05; 0,1; 1 và 5 ppm) với 3 dạng kích
thước hạt khác nhau (<10 nm; 25-40 nm và >50 nm) ở các ngày
D0, D1, D3, D6 và D10 được trình bày ở hình 3.41.

Hình 3.41. Sinh trưởng của VKL M. aeruginosa KG dưới tác
động của các nồng độ dung dịch và các kích thước hạt đồng khác

nhau (nm) a) kích thước <10; b) kích thước 25-40 và c) kích
thước >50
Ở cả ba loại kích thước hạt khả năng ức chế mạnh nhất được
ghi nhận ở các nồng độ 1 ppm và 5 ppm, sinh trưởng của VKL
giảm dần theo thời gian và theo nồng độ nano bổ sung vào môi
trường. Mật độ quang (OD) tăng không đáng kể và đạt 13÷18%
(ở nồng độ 1ppm) hoặc giảm nhiều lần so với giá trị ban đầu 42% ÷ -66% (ở nồng độ 5 ppm). Ngoài ra, không có sự khác biệt
về sinh trưởng và sinh khối VKL ở mẫu thí nghiệm có bổ sung
các hạt nano có kích thước 25-40 và kích thước >50 nm. Kiểm
tra khả năng ức chế sinh trưởng VKL của vật liệu CuSO4, kết
quả cho thấy tế bào VKL bị chết ngay sau khi tiếp xúc với dung
dịch đồng, sinh khối tế bào giảm dần theo thời gian so với ngày
đầu tiên D0 (0,63  0,21g/L) và đạt giá trị thấp nhất ở ngày
D10 (0,48  0,075 g/L).
Trong các thí nghiệm sử dụng vật liệu nano Cu kích thước
lớn (30 nm ÷ 40 nm và ≥ 50 nm), mật độ quang và hàm lượng
chla đo được tăng dần theo thời gian với các giá trị đo được khi
kết thúc thí nghiệm. Giá trị này tăng tương ứng khoảng 5÷6 lần
so với ban đầu và cao hơn 20% ÷ 30% lần so với mẫu đối
chứng. Trong khi đó, ở kích thước hạt ≤ 10 nm các giá trị này
có cùng xu hướng với hai kích thước trên song khả năng ức chế
M. aeruginosa KG được thể hiện rõ hơn khi các thông số OD và


19
chla thấp hơn và chỉ đạt khoảng 15% tại cùng thời điểm (Hình
3.42). Giá trị này vẫn thấp hơn so với sinh khối của tế bào VKL
vào ngày D10 ở các mẫu có bổ sung vật liệu nano có kích thước
25÷40 và >50nm. Với kích thước hạt đồng <10 nm, tác động
của hạt nano đồng lên sinh trưởng của các tế bào VKL M.

aeruginosa KG có sự khác biệt so với hai dạng hạt kích thước
25-40 nm và >50 nm.

Hình 3.42. Sự thay đổi chla
Hình 3.43. Hiệu suất ức chế
(A) và OD (B) của VKL M.
sinh trưởng chủng VKL
aeruginosa KG ở các kích
M.aeruginosa KG ở các kích
thước hạt nano đồng khác
thước hạt nano đồng khác
nhau
nhau
Kết quả trên hình 3.43 cho thấy, với các kích thước hạt nano
đồng 25÷40 và >50nm, hiệu suất ức chế sinh trưởng chỉ được
ghi nhận ở nồng độ dung dịch đồng thử nghiệm là 1 và 5 ppm
(>85%). Trong khi đó hiệu suất ức chế sinh trưởng của hạt nano
đồng kích thước <10 nm được ghi nhận ngay cả ở nồng độ dung
dịch đồng từ 0,01 ÷ 0,1 ppm (với hiệu suất ức chế sinh trưởng
dao động từ 22,1% đến 55%).
3.3. Kết quả đánh giá tính an toàn của vật liệu nano (ảnh
hƣởng của vật liệu nano đồng đến một số sinh vật khác)
3.3.1. Ảnh hưởng của vật liệu nano đồng đến giáp xác D.
magna
Kết quả ở hình 3.44 cho thấy, các nồng độ nano đồng khác
nhau ảnh hưởng khác nhau đến D.magna. Tỷ lệ phần trăm cá
thể chết sau 24 giờ phơi nhiễm ở mẫu đối chứng (mẫu không bổ
sung vật liệu nano đồng) là 2,5% và ở mẫu có bổ sung nano
đồng với nồng độ 5ppm là 100%. Tại thời điểm 48h, 100% các
cá thể Daphnia thí nghiệm đều chết ở các nồng độ từ 1 ppm đến

20
5 ppm so với tỷ lệ chết chỉ có 10% ở mẫu đối chứng tại cùng
thời điểm. Đối với các nồng độ còn lại (0,01; 0,05 và 0,1 ppm)
tỉ lệ sống sót khá cao, ở hai nồng độ 0,05 và 0,1ppm sau 24h tỉ
lệ này dao động từ 75 đến 97% và sau 48 h là 50 đến 90%.
Riêng nồng độ 0,01ppm không ghi nhận có hiện tượng cá thể
D.magna bị chết ở hai thời điểm phơi nhiễm trên (24 và 48h), tỷ
lệ sống sót của loài giáp xác thử nghiệm đạt 97,5 và 90% tương
ứng với hai thời điểm phơi nhiễm so với mẫu đối chứng.
Kết quả xác định nồng độ gây chết 50% (LC50) của vật liệu
nano đồng đối với quần thể D.magna ghi nhận tại hai thời điểm
phơi nhiễm 24 và 48 giờ tương ứng là 0,298 và 0,1ppm (Bảng
3.3).

Hình 3.44. Tỷ lệ cá thể
sống/chết của D. magna sau
24h và 48h
3.3.2. Ảnh hưởng của vật liệu nano đồng đến bèo tấm Lemna sp.
Ảnh hưởng của các nồng độ vật liệu nano đồng khác nhau
đến khả năng sinh trưởng của bèo Lemna sp. giữa ngày đầu tiên
(D0) và ngày thứ bảy (D7) thể hiện trong hình 3.45.

Hình 3.45. Sự khác biệt về sinh khối của bèo Lemna sp. giữa
ngày thử nghiệm đầu tiên (D0) và ngày cuối cùng (D7) dưới tác
động của các nồng độ dung dịch nano đồng khác nhau
Ở thời điểm ban đầu (D0) khối lượng của bèo ở mẫu đối
chứng là 0,028 ± 0,0006 mg. Tại các mẫu có bổ sung dung dịch

21
vật liệu nano đồng với các nồng độ là: 0,01; 0,05; 0,1; 1 và 5
ppm sinh khối bèo Lemna sp. được ghi nhận lần lượt là: 0,0363
± 0,0163 mg; 0,0286 ± 0,0013 mg; 0,0306 ± 0,004; 0,0272 ±
0,0035 mg và 0,0288 ± 0,0023 mg tương ứng. Khối lượng bèo
sau 7 ngày thí nghiệm tại mẫu đối chứng và mẫu có bổ sung
dung dịch vật liệu nano đồng với các nồng độ 0,01; 0,05; 0,1; 1
và 5 ppm thay đổi tương ứng như sau: 0,0363 ± 0,004 mg;
0,0343 ± 0,004 mg; 0,0393 ± 0,0069 mg; 0,0366 ± 0,0027 mg;
0,0226 ± 0,0006 mg và 0,0208 ± 0,0021 mg.
Kết quả ở hình 3.46 cho thấy ở các mẫu có bổ sung nồng độ
dung dịch nano đồng là 1 và 5 ppm sinh trưởng của bèo tấm bị
tác động và ở hai nồng độ này sinh khối của bèo tấm Lemna sp.
bị giảm ở ngày D7 so với thời điểm ban đầu (D0). Tuy nhiên,
khi quan sát cánh bèo ở các nồng các độ này, từ 6 cá thể bèo (24
lá, độ dài rễ: 2cm rễ) ban đầu đến ngày kết thúc thí nghiệm (D7)
chúng tôi ghi nhận số cánh bèo tăng lên là 35 lá với độ dài rễ
0,1 cm. Như vậy, có thể thấy rễ bèo chịu tác động sau khi tiếp
xúc với vật liệu nano đồng.
Hình 3.46. Hiệu suất ức chế sinh
trưởng của vật liệu nano đồng đến
bèo Lemna sp. sau 7 ngày

Kết quả nghiên cứu ở hình 3.46 cho thấy ở hai mẫu có bổ
sung nồng độ dung dịch vật liệu nano đồng là 1 và 5 ppm, hiệu
suất ức chế thấp chỉ đạt >40 %. Điều này thể hiện vật liệu nano
đồng có khả năng ức chế sinh trưởng đến bèo Lemna sp. ở
những nồng độ nhất định.
3.4. Kết quả thực nghiệm với mẫu nƣớc hồ thực tế (hồ Tiền)

Biến động sinh khối quần xã TVN nước hồ Tiền dưới tác
động của dung dịch nano đồng 1ppm được trình bày tại hình
3.47. Sinh khối ban đầu ở mẫu đối chứng là 11,42 ± 0,17 g/L
(D0) và đã tăng nhẹ cho đến khi kết thúc thí nghiệm (D8) giá trị
này đạt 12,6 ± 1,18 g/L. Ngược lại, ở mẫu thí nghiệm có bổ


22
sung dung dịch nano đồng 1 ppm sinh khối vi tảo ở thời điểm
ban đầu (D0) là 12,03 ± 0,21 g/ L sau đó giảm dần đến ngày
cuối (D8) chỉ còn 6,46 ± 0,89 g/ L.

Hình 3.48. Biến động mật độ
tế bào chi VKL Microcystis
(b) và tổng mật độ tế bào thực
vật nổi (a) giữa mẫu đối chứng
và mẫu có bổ sung 1ppm dung
dung dịch nano đồng
Hình 3.48a, b trình bày biến động mật độ tế bào TVN và tế
bào chi VKL Microcystis trong các mẫu. Ở mẫu đối chứng, mật
độ tế bào TVN và tế bào chi VKL Microcystis không có sự
khác biệt đáng kể giữa ngày đầu tiên (D0) và ngày cuối cùng
(D8). Ngược lại, ở mẫu thí nghiệm sau khi tiếp xúc với dung
dịch nano đồng tổng mật độ tế bào giảm dần so với mẫu đối
chứng, giữa ngày đầu tiên (D0) và ngày cuối cùng (D8) có sự
khác biệt rõ rệt, giá trị thấp nhất được khi nhận ở thời điểm kết
thúc thí nghiệm (D8).
Kết quả thí nghiệm cho thấy hiệu quả ức chế của dung dịch
nano đồng tính theo hàm lượng chla là 48%; tính theo mật độ tế
bào TVN 44,7% và 52% khi tính theo mật độ tế bào chi VKL

Microcystis. Kết quả nghiên cứu này có thể khẳng định rằng
dung dịch nano đồng có khả năng ứng dụng trong kiểm soát
sinh trưởng của VKL Microcystis.
Để đánh giá tổng thể ảnh hưởng của vật liệu nano lên môi
trường khi áp dụng, ngoài các chỉ tiêu sinh học, các thông số hóa
học và vật lý như pH, nhiệt độ, oxy hòa tan, độ đục… cũng được
xác định để đánh giá chất lượng môi trường trước và sau khi xử
lý với vật liệu nano (Bảng 3.4). Kết quả trong bảng 3.4 cho thấy
hàm lượng amoni dao động trong khoảng từ 0,309 - 1,45 mg N/L
và hàm lượng photpho dao động 0,01 mg P/L. Giá trị đo của các
Hình 3.47. Biến động sinh
khối thực vật nổi (chla) giữa
mẫu đối chứng và mẫu có bổ
sung 1ppm dung dung dịch
nano đồng


23
thông số độ dẫn điện, tổng chất rắn hòa tan, hàm lượng muối khá
ổn định trong suốt quá trình và dao động trong khoảng tương ứng
là 19,4 - 19,6 và 0,11. Giá trị của hai thông số pH và hàm lượng
oxy hòa tan (DO) dao động trong khoảng 8,1 - 8,8 và 1,56 - 1,61
mg/L. Nhiệt độ nước trong mẫu thí nghiệm dao động trong
khoảng 18 - 230C. Trong mẫu thử nghiệm, hàm lượng muối nitơ
cao hơn so với đối chứng, tuy nhiên cả hàm lượng các muối nitơ
và photpho trong các mẫu thí nghiệm đều nằm trong khoảng giới
hạn cho phép của QCVN 08-MT:2015/BTNMT đối với chất
lượng nguồn nước mặt.
Bảng 3.4. Biến động giá trị của các thông số thuỷ lý, thuỷ hoá
trong các mẫu thí nghiệm (bổ sung vật liệu nano đồng 1 ppm) và

mẫu đối chứng (nước hồ Tiền không bổ sung dung dịch vật liệu
nano đồng).
Thông số
Đối chứng
Nano Cu
(1mg/L)
pH
8,8 (8,4 - 9)
8,1 (7,1 - 9)
Nhiệt độ nước (0C)
21,4 (18,8 - 23)
21,3 (18 - 23,2)
Độ dẫn (µS/cm)
19,4 (18,6 - 19,1) 19,6 (18,1 - 20)
Oxy hoà tan (mg/L)
1,61 (1,4 - 1,7)
1,56 (1,4 - 1,7)
TDS (mg/L)
0,11
0,11
+
NH4 -N (mg/L)
0,309 (0,17 1,45 (0,36 - 1,02)
0,57)
PO43--P (mg/L)
0,01 (0,0025 0,014 (0,002 0,03)
0,056)
Cu (mg/L)
0
0,6